DE10345609A1

DE10345609A1 - Plasticizer and injector

Info

Publication number: DE10345609A1
Application number: DE10345609A
Authority: DE
Inventors: Dudu Cosgun
Original assignee: Billion SAS
Current assignee: Billion SAS
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2004-12-16
Also published as: ATE438497T1; DE502004009859D1

Abstract

Beschrieben wird eine Plastifizier- und Einspritzvorrichtung für eine Kunststoffspritzgießmaschine mit einer in einem Plastifizierzylinder (9) drehangetriebenen Plastifizierschnecke (8), einer Schmelzekammer (13) vor der Plastifizierschnecke (8) zur Aufnahme und Zwischenspeicherung von Kunststoffschmelze, einem der Schmelzekammer (13) nachgeordneten Einspritzzylinder (14) mit einer Einspritzkammer (12), in der ein Einspritzkolben (3) reversierbar geführt ist, wobei der Einspritzkolben (3) und die Plastifizierschnecke (8) koaxial zueinander angeordnet und relativ zueinander axial bewegbar sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Einspritzkolben (3) ein inneres Teil (1) und ein äußeres Teil (2, 25) aufweist, die relativ zueinander zwischen einer Offenstellung, in der Kunststoffschmelze von der Schmelzekammer (13) in die Einspritzkammer (12) fließen kann, und einer Schließstellung, in der die Schmelzekammer (13) und die Einspritzkammer (12) relativ zueinander abgedichtet sind, hin- und herbewegbar sind.The invention relates to a plasticizing and injection device for a plastic injection molding machine with a plasticizing screw (8) driven in rotation in a plasticizing cylinder (9), a melt chamber (13) in front of the plasticizing screw (8) for receiving and temporarily storing plastic melt, and an injection cylinder downstream of the melt chamber (13) (14) with an injection chamber (12) in which an injection piston (3) is reversibly guided, the injection piston (3) and the plasticizing screw (8) being arranged coaxially to one another and being axially movable relative to one another. The invention is characterized in that the injection piston (3) has an inner part (1) and an outer part (2, 25), which, relative to one another, are in an open position in the plastic melt from the melt chamber (13) into the injection chamber ( 12) can flow, and a closed position in which the melt chamber (13) and the injection chamber (12) are sealed relative to each other, can be moved back and forth.

Description

Die Erfindung betrifft eine Plastifizier- und Einspritzvorrichtung für eine Kunststoffspritzgießmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to a plasticizing and injection device for a plastic injection molding machine according to the generic term of claim 1.

Es sind Spritzgießmaschinen bekannt, bei denen die Funktionen Plastifizieren und Einspritzen von einer sogenannten Schubschnecke gemeinsam ausgeführt werden. Die Schnecke ist drehangetrieben für das Aufschmelzen und Fördern des Kunststoffes. Zum Einspritzen der Kunststoffschmelze in eine Form ist die Schnecke desweiteren axial verschiebbar und verfügt an ihrem vorderen Ende über eine Rückströmsperre. Eine derartige Plastifizier- und Einspritzvorrichtung zeichnet sich durch ihre Einfachheit und ihre Vielseitigkeit im Hinblick auf unterschiedliche Anwendungen aus. Nachteilig an einer derartigen Plastifizier- und Einspritzvorrichtung ist zunächst, dass durch die Rückwärtsbewegung der Schnecke während des Plastifizierens die Homogenität der Schmelze negativ beeinflußt wird, da das Kunststoffgranulat innerhalb eines Zyklus nicht stets die gleiche Schneckenlänge zum Plastifizieren und Homogenisieren zur Verfügung hat. Ausserdem kann die Schnecke während des Einspritzens und in der Nachdruckphase nicht weiterbetrieben werden, was sich negativ auf die Zykluszeit auswirkt. Weiterhin nachteilig ist, dass die Dimensionierung der Schnecke stets ein Kompromiß zwischen der Plastifizierleistung einerseits und dem Einspritzdruck andererseits sein muss.It are injection molding machines known in which the functions of plasticizing and injection of a so-called push auger can be run together. The snail is rotary drive for melting and conveying of the plastic. For injecting the plastic melt into a The shape of the screw is also axially displaceable and has at its front end over a Backflow. Such a plasticizing and injection device stands out by their simplicity and versatility in terms of different Applications. A disadvantage of such a plasticizing and Injector is initially that through the backward movement the snail during of plasticizing the homogeneity of the melt is negatively influenced, since the plastic granulate does not always have the same screw length for plasticizing and homogenizing. In addition, the Snail during of injection and in the holding pressure phase become, which has a negative effect on the cycle time. Still disadvantageous is that the dimensioning of the screw is always a compromise between the plasticizing performance on the one hand and the injection pressure on the other have to be.

Zur Behebung der vorgenannten Nachteile ist bei sogenannten Spritzgießcompoundern vorgeschlagen worden, zum Plastifizieren einen kontinuerlich betriebenen Doppelschneckenextruder und diesem nachgeschaltet einen oder mehrere Einspritz-Kolben-Zylindereinheiten vorzusehen ( DE 19828770 A1 , WO 86/06321 A1).In order to remedy the above-mentioned disadvantages, it has been proposed in so-called injection molding compounders to provide a continuously operated twin-screw extruder for plasticizing and to provide one or more injection-piston-cylinder units downstream of this ( DE 19828770 A1 , WO 86/06321 A1).

Aus dem nächstkommenden Stand der Technik, der deutschen Auslegeschrift DE 1105143 ist eine Spritzgießmaschine bekannt, die ebenfalls eine Aufteilung der Funktionen Plastifizieren einerseits und Einspritzen andererseits vorsieht. Aus diesem Dokument ist nämlich eine Plastifizier- und Einspritzvorrichtung bekannt, die eine in einem Plastifizierzylinder drehangetriebene Plastifizierschnecke, eine Schmelzekammer vor der Plastifizierschnecke zur Aufnahme und Zwischenspeicherung von Kunststoffschmelze, sowie einen der Schmelzekammer nachgeordneten Einspritzzylinder aufweist, in dem ein Einspritzkolben reversierbar geführt ist, wobei der Einspritzkolben und die Plastifizierschnecke koaxial zueinander angeordnet und relativ zueinander axial bewegbar sind.From the closest state of the art, the German interpretation DE 1105143 an injection molding machine is known which also provides a division of the functions of plasticizing on the one hand and injection on the other. From this document, namely, a plasticizing and injection device is known which has a plasticizing screw driven in rotation in a plasticizing cylinder, a melt chamber in front of the plasticizing screw for receiving and temporarily storing plastic melt, and an injection cylinder downstream of the melt chamber, in which an injection piston is reversibly guided, the Injection piston and the plasticizing screw are arranged coaxially to one another and are axially movable relative to each other.

Nachteilig hieran ist, dass der Einspritzkolben über eine einzige Kugel als Absperrorgan zwischen der Schmelzekammer einerseits und der Einspritzkammer in dem Einspritzzylinder andererseits verfügt. Dies hat zur Folge, dass zwischen der durch die Dimensionierung des Schmelzekanals gegebenen Durchflußrate einerseits und dem von dem Durchmesser der Kugel abhängigen Schließverhalten des Absperrorgans andererseits ein Kompromiß eingegangen werden muss.adversely here is that the injection plunger as a single ball Shut-off device between the melt chamber on the one hand and the injection chamber in the injection cylinder, on the other hand. As a result, between that given by the dimensioning of the melt channel flow on the one hand and the closing behavior depending on the diameter of the ball of the shut-off device, on the other hand, a compromise must be made.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Plastiflzier- und Einspritzvorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die die zuvor genannten Nachteile vermeidet.outgoing the object of the present invention is to provide a plastic and injection device of the generic type to specify the avoids the aforementioned disadvantages.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Plastifizier- und Einspritzvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen finden sich in den Unteransprüchen.The solution this task is carried out by a plasticizing and injection device with the features of claim 1. Advantageous embodiments and Further developments can be found in the subclaims.

Dadurch, dass der Einspritzkolben ein inneres und ein äußeres Teil aufweist, die relativ zueinander zwischen einer Offenstellung, in der die Kunststoffschmelze von der Schmelzekammer in den Einspritzzylinder fließen kann und einer Schließstellung, in der die Schmelzekammer und der Einspritzzylinder relativ zueinander abgedichtet sind, hin und her bewegbar sind, muss für die Durchflußrate im Gegensatz zum Stand der Technik kein Kompromiß eingegangen werden. Man kann die Anordnungen und die Anzahl Öffnungen für den Schmelzedurchfluß nahezu beliebig wählen, da das innere Teil und das äußere Teil des Einspritzkolbens aktiv hin- und her bewegbar sind.Thereby, that the injection piston has an inner and an outer part, the relative to each other between an open position in which the plastic melt can flow from the melt chamber into the injection cylinder and a closed position, in of the melt chamber and the injection cylinder relative to each other are sealed, can be moved back and forth for the flow rate in the In contrast to the prior art, no compromise can be made. One can the arrangements and the number of openings for the Almost melt flow choose any, because the inner part and the outer part of the injection piston are actively movable back and forth.

Die Bewegung zwischen innerem und äußerem Teil kann durch eine relative Drehbewegung bzw. Winkelbewegung (Anspruch 2) oder durch eine relative Translationsbewegung erfolgen (Anspruch 3). Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 hat den Vorteil, dass sämtliche Antriebsaggregate, d.h. also dasjenige für die Rotation der Plastifizierschnecke, dasjenige für die axiale Verschiebung des Einspritzkolbens und dasjenige für die Ausführung der Relativbewegungen von innerem und äußerem Teil des Einspritzkolbens platzsparend am hinteren Ende der Plastifizier- und Einspritzvorrichtung angeordnet werden können. Alternativ dazu können die Antriebsaggregate für den Einspritzkolben auch vor dem Plastifizierzylinder vorgesehen werden, wenn der Einspritzkolben in einem geeigneten Gehäuse vor der Plastifizierschnecke angeordnet wird (Ansprüche 6 bis 8).The Movement between the inner and outer part can by a relative rotational movement or angular movement (claim 2) or by a relative translation movement (claim 3). The embodiment according to claim 4 has the advantage that all Drive units, i.e. the one for the rotation of the plasticizing screw, that for the axial displacement of the injection piston and that for the execution of the Relative movements of the inner and outer part of the injection piston space-saving at the rear end of the plasticizing and injection device can be arranged. Alternatively, you can the drive units for the injection piston is also provided in front of the plasticizing cylinder be when the injection plunger is in a suitable housing the plasticizing screw is arranged (claims 6 to 8).

Da der Einspritzkolben als Ganzes axial verschiebbar ist, kann die Relativbewegung zwischen innerem und äußerem Teil des Einspritzkolbens an einer beliebigen Stelle auf dem von dem Einspritzkolben überstreichbaren Weg erfolgen, d.h. das Abdichten bzw. die Freigabe für das Durchströmen der Kunststoffschmelze kann an einem beliebigen Punkt auf dem Weg des Einspritzkolbens erfolgen.Since the injection plunger is axially displaceable as a whole, the relative movement between the inner and outer part of the injection plunger can take place anywhere along the path that can be covered by the injection plunger, ie the sealing or the release for the flow through the Plastic melt can take place at any point on the path of the injection piston.

Auf einen separaten Einspritzzylinder kann verzichtet werden, wenn der Plastifizierzylinder an seinem vorderen Ende gleichzeitig als Einspritzzylinder ausgebildet ist (Anspruch 5).On a separate injection cylinder can be dispensed with if the Plasticizing cylinder at its front end also serves as an injection cylinder is formed (claim 5).

Gegebenenfalls kann der Einspritzkolben auch mit einer geeigneten Rückströmsperre ausgestattet werden (Ansprüche 11 bis 14).Possibly the injection piston can also be fitted with a suitable non-return valve be equipped (claims 11 to 14).

Desweiteren kann es vorteilhaft sein, wenn die Plastifzierschnecke zum Ausgleichen von eventuell beim Einspritzen auftretenden Dekompressionserscheinungen in der Schmelzekammer einen geringen axialen Hub in Spritzrichtung ausführen kann (Anspruch 15).Furthermore it can be advantageous if the plasticizing screw is used to compensate of decompression symptoms that may occur during injection a small axial stroke in the injection direction in the melt chamber To run can (claim 15).

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert werden es zeigen.following the invention is based on exemplary embodiments and below Reference to the figures in more detail explained will show it.

1 Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung im Zustand vor dem Einspritzen (Einspritzkolben in hinterer Stellung); 1 Longitudinal section through a first embodiment of the invention in the state before injection (injection piston in the rear position);

2 wie 1, jedoch im Zustand nach Beendigung des Einspritzens (Einspritzkolben in vorderer Stellung); 2 how 1 , but in the state after the end of injection (injection piston in the forward position);

3a, 3b Draufsicht auf den Kopf des Einspritzkolbens mit
a) Offenstellung
b) Schließstellung 3a . 3b Top view of the head of the injection piston with
a) Open position
b) closed position

4a, 4b Längsschnitt durch eine Variante der ersten Ausführungsform mit
a) Offenstellung
b) Schließstellung 4a . 4b Longitudinal section through a variant of the first embodiment
a) Open position
b) closed position

5 Draufsicht auf eine zweite Ausführungform der Erfindung im Zustand vor dem Einspritzen (Einspritzkolben in hinterer Stellung); 5 Top view of a second embodiment of the invention in the state before injection (injection piston in the rear position);

6 horizontaler Längsschnitt durch die zweite Ausführungsform in der Ebene der Einspritzachse; 6 horizontal longitudinal section through the second embodiment in the plane of the injection axis;

7 Seitenansicht zur Ausführungsform der 5; 7 Side view of the embodiment of the 5 ;

8 vertikaler Längsschnitt durch die zweite Ausführungform in der Ebene der Einspritzachse; 8th vertical longitudinal section through the second embodiment in the plane of the injection axis;

9a, 9b Draufsicht auf den Kopf des Einspritzkolbnes mit
a) Offenstellung
b) Schließstellung 9a . 9b Top view of the head of the injection piston with
a) Open position
b) closed position

Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plastifizier- und Einspritzvorrichtung soll anhand der 1 bis 3 beschrieben werden.A first embodiment of the plasticizing and injection device according to the invention should be based on the 1 to 3 to be discribed.

Eine Plastifizierschnecke 8 ist über einen Antrieb 10 drehangetrieben in einem Zylinder 9 angeordnet. Innerhalb einer durch die Plastifizierschnecke 8 hindurchgehenden Bohrung befindet sich ein Einspritzkolben 3, bestehend aus einem zylindrischen äußeren Teil 1 und einem als Stange ausgebildeten inneren Teil 2. Der Einspritzkolben 3 ragt jeweils ein geeignetes Stück über das vordere und das hintere Ende der Plastifizierschnecke 8 hinaus. Das zylindrische äußere Teil 1 vefügt an seinem vorderen Ende über einen Abschnitt 4, beispeilsweise eine Scheibe, mit über den Umfang verteilten Öffnungen 18. Die Stange 2 ist an ihrem vorderen Ende mit einem Endstück 5, beispielsweise in Form einer Scheibe oder eines Konus (wie hier gezeigt) ausgestattet, das über den Umfang verteilte Öffnungen 19 besitzt. Das Endstück 5 der Stange 2 bildet zusammen mit dem Abschnitt 4 des zylindrischen äußeren Teils 1 den Kopf 6 des Einspritzkolbens 3. Das äußere Teil 1 und die Stange 2 sind axial nicht relativ zueinander bewegbar. Die translatorische Relativbewegung ist mechanisch blockiert. Die Stange 2 kann jedoch mittels eines Antriebs 7 um einen bestimmten Winkel gegenüber dem äußeren Teil 1 gedreht werden, um die Öffnungen 18 und 19 in eine sich gegenüberliegende Stellung (Offenstellung) – siehe 3a – und eine phasenverschobene Stellung (Schließstellung) – siehe 3b – zu bringen. Der Plastifizierzylinder 9 verfügt über einen ersten, hinteren Abschnitt mit einem ersten Durchmesser D1 entsprechend dem Durchmesser der Schnecke 8 sowie einen zweiten, vorderen Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser D2, der kleiner als D1 ist und der den Einspritzzylinder 14 mit der Einspritzkammer 12 bildet. Dazwischen befindet sich ein Übergangsbereich, in dem sich der Plastifizierzylinder 9 von D1 auf D2 verjüngt.A plasticizing screw 8th is about a drive 10 driven in a cylinder 9 arranged. Inside one through the plasticizing screw 8th through the bore there is an injection piston 3 consisting of a cylindrical outer part 1 and an inner part designed as a rod 2 , The injection piston 3 a suitable piece protrudes over the front and the rear end of the plasticizing screw 8th out. The cylindrical outer part 1 has a section at its front end 4 , for example a disc, with openings distributed over the circumference 18 , The pole 2 is at its front end with an end piece 5 , for example in the form of a disk or a cone (as shown here), the openings distributed over the circumference 19 has. The tail 5 the rod 2 forms together with the section 4 of the cylindrical outer part 1 the head 6 of the injection piston 3 , The outer part 1 and the rod 2 are not axially movable relative to each other. The translational relative movement is blocked mechanically. The pole 2 can, however, by means of a drive 7 at a certain angle to the outer part 1 be rotated to the openings 18 and 19 in an opposite position (open position) - see 3a - and a phase-shifted position (closed position) - see 3b - bring to. The plasticizing cylinder 9 has a first, rear section with a first diameter D1 corresponding to the diameter of the screw 8th and a second front section with a second diameter D2, which is smaller than D1 and which is the injection cylinder 14 with the injection chamber 12 forms. In between there is a transition area in which the plasticizing cylinder is located 9 tapered from D1 to D2.

Der Spritzgießzyklus läuft wie folgt ab:
Zu Beginn des Einspritzvorgangs befindet sich der Einspritzkolben 3 in seiner hinteren Position, wie dies in 1 ersichtlich ist. Das äußere Teil 1 und die Stange 2 befinden sich in einer phasenverschobenen Stellung gemäß 3b, d.h. der Fließweg zwischen der Schmelzekammer 13 und der Einspritzkammer 12 ist unterbrochen. Mittels einer Antriebseinrichtung 11, beispielsweise zweier Kolben-Zylinder-Einheiten 11a und 11b, wird der Einspritzkolben 3 nach vorne bewegt und verdrängt die in der Einspritzkammer 12 befindliche Kunststoffschmelze in eine hier nicht dargestellte Form. Während dieser Phase des Einspritzens und der sich anschließenden Nachdruckphase kann die Plastifizierschnecke 8 weiter gedreht werden, um neue Kunststoffschmelze in die Schmelzekammer 13 zu fördern.The injection molding cycle is as follows:
The injection piston is located at the beginning of the injection process 3 in its rear position like this in 1 can be seen. The outer part 1 and the rod 2 are in a phase-shifted position according to 3b , ie the flow path between the melt chamber 13 and the injection chamber 12 is interrupted. By means of a drive device 11 , for example two piston-cylinder units 11a and 11b , the injection piston 3 moves forward and displaces the injection chamber 12 plastic melt in a form not shown here. During this injection phase and the subsequent holding phase, the plasticizing screw can 8th be rotated further to place new plastic melt in the melt chamber 13 to promote.

Wenn der Einspritzvorgang und die sich anschließende Nachdruckphase beendet sind, wird die Stange 2 um einen bestimmten Winkel gegenüber dem äußeren zylindrischen Teil 1 gedreht, wodurch die Öffnungen 18 und 19 in diesen beiden Teilen zueinander verschoben werden und eine sich gegenüberliegende Stellung einnehmen, wie sie in 3a gezeigt ist. Nun ist der Fließweg zwischen der Schmelzekammer 13 und der Einspritzkammer 12 freigegeben. Der Einspritzkolben 3 kann zurückgebewegt werden. Durch Rotation der Plastifizierschnecke 8 und Zurückbewegen des Einspritzkolbens 3 kann Kunststoffschmelze von der Schmelzekammer 13 in die Einspritzkammer 12 gelangen. Wenn das für den Spritzgießzyklus erforderliche Schußvolumen in der Einspritzkammer T2 erreicht ist, wird die Rückwärtsbewegung des Einspritzkolbens 3 gestoppt und die Stange 2 um einen bestimmten Winkel in die entgegengesetzte Richtung wie zuvor gedreht, damit die Öffnungen wieder die phasenverschobene Stellung (Schließstellung) einnehmen, wie sie in der 3b gezeigt ist, und somit der Fließweg zwischen der Schmelzekammer 13 und der Einspritzkammer 12 schmelzedicht blockiert wird. Nunmehr ist der Zustand von 1 wieder erreicht und der Einspritzkolben 3 kann erneut nach vorne verfahren werden, um das Einspritzen der Schmelze in eine Form zu bewirken.When the injection process and the turn on closing post-pressure phase has ended, the rod 2 by a certain angle with respect to the outer cylindrical part 1 rotated, creating the openings 18 and 19 in these two parts are shifted towards each other and assume an opposite position, as in 3a is shown. Now the flow path between the melt chamber 13 and the injection chamber 12 Approved. The injection piston 3 can be moved back. By rotating the plasticizing screw 8th and moving the injection plunger back 3 can melt plastic from the melt chamber 13 into the injection chamber 12 reach. When the shot volume required for the injection molding cycle in the injection chamber T2 is reached, the backward movement of the injection plunger 3 stopped and the rod 2 rotated by a certain angle in the opposite direction as before, so that the openings again assume the phase-shifted position (closed position), as in the 3b is shown, and thus the flow path between the melt chamber 13 and the injection chamber 12 is blocked melt-tight. Now the state of 1 reached again and the injection piston 3 can be moved forward again to inject the melt into a mold.

Das Verschließen und Freigeben des Fließweges zwischen der Schmelzekammer 13 und der Einspritzkammer 12 kann anstelle der oben beschriebenen Drehbewegung auch durch eine translatorische Relativbewegung zwischen dem äußeren Teil 1 und der Stange 2 erfolgen (siehe 4a und 4b). Das äußere zylindrische Teil verfügt in diesem Fall über hintere Bohrungen 21 und über eine Kopfstück 22 mit vorderen Bohrungen 23. Durch Vorschieben und Zurückziehen der Stange 2 können die hinteren Bohrungen 21 verschlossen oder freigegeben werden und auf diese Weise der Fließweg zwischen der Schmelzekammer 13 und der Einspritzkammer 12 verschlossen oder freigegeben werden. Der Spritzgießzyklus läuft wie oben im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschrieben ab, wobei eine Position mit sich gegenüberliegenden Öffnungen (Offenstellung) der zurückgezogenen Position der Stange 2 (4a) und eine Position mit zueinander phasenverschobenen Öffnungen (Schließstellung) der vorgeschobenen Position der Stange 2 entspricht (4b).Closing and releasing the flow path between the melt chamber 13 and the injection chamber 12 can instead of the rotary movement described above also by a translational relative movement between the outer part 1 and the rod 2 take place (see 4a and 4b ). In this case, the outer cylindrical part has rear bores 21 and over a head piece 22 with front holes 23 , By advancing and retracting the bar 2 can the rear holes 21 be closed or released and in this way the flow path between the melt chamber 13 and the injection chamber 12 locked or released. The injection molding cycle runs as above in connection with the 1 to 3 described, with a position with opposing openings (open position) of the retracted position of the rod 2 ( 4a ) and a position with phase-shifted openings (closed position) of the advanced position of the rod 2 corresponds to ( 4b ).

Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plastifizier- und Einspritzvorrichtung soll nachfolgend anhand der 5 bis 9 beschrieben werden.A second embodiment of the plasticizing and injection device according to the invention is described below with reference to FIG 5 to 9 to be discribed.

Funktional gleiche Teile wie bei der ersten Ausführungsform sind mit demselben Bezugszeichen versehen. Die Plastifizierschnecke 8 ist drehangetrieben in einem Plastifizierzylinder 9 angeordnet. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Einspritzkolben 3 nicht in einer Bohrung im Inneren der Plastifizierschnecke 8, sondern vor dieser in einem separaten Gehäuse 15 angeordnet, das an der Vorderseite des Plastifizierzylinders 9 befestigt ist. Dieses Gehäuse 15 verfügt über einen vorderen Abschnitt 16, der als Einspritzzylinder 14 ausgebildet ist, einen hinteren Abschnitt 17, in dem der hintere Teil des Einspritzkolbens 3 axial verschieblich gelagert ist, sowie über zwei sich gegenübeliegende, längliche und parallel zum Einspritzkolben 3 verlaufende Ausnehmungen 20a und 20b, durch die eine Traverse 24 verläuft, an der der Einspritzkolben 3 befestigt ist und die mittels zweier Kolben-Zylinder-Einheiten 11a und 11b axial verfahren werden kann.Functionally identical parts as in the first embodiment are provided with the same reference numerals. The plasticizing screw 8th is driven by rotation in a plasticizing cylinder 9 arranged. In contrast to the first embodiment, the injection piston is 3 not in a hole inside the plasticizing screw 8th , but in front of this in a separate housing 15 arranged that at the front of the plasticizing cylinder 9 is attached. This housing 15 has a front section 16 that as an injection cylinder 14 is formed a rear portion 17 in which the rear part of the injection piston 3 is axially displaceable, as well as two opposing, elongated and parallel to the injection piston 3 running recesses 20a and 20b through which a traverse 24 runs on the injection piston 3 is attached and by means of two piston-cylinder units 11a and 11b can be moved axially.

Der Einspritzkolben 3 wird von einem hohlzylindrischen äusseren Teil 1 und einem hohlzylindrischen inneren Teil 25 gebildet. Der äussere Teil 1 verfügt über einen vorderen Endabschnitt 4 mit Öffnungen 19 und der innere hohlzylindrische Teil 25 über gleiche Öffnungen 18. Die beiden hohlzylindrischen Teile 1 und 25 sind axial nicht relativ zueinander bewegbar. Die translatorische Relativbewegung ist mechanisch blockiert. Das innere Teil 25 kann jedoch mittels eines Antriebs 7 um einen bestimmten Winkel gegenüber dem äußeren Teil 1 gedreht werden, um die Öffnungen 18 und 19 in eine sich gegenüberliegende Stellung (Offenstellung) – siehe 9a – und eine phasenverschobene Stellung (Schließstellung) – siehe 9b – zu bringen.The injection piston 3 is from a hollow cylindrical outer part 1 and a hollow cylindrical inner part 25 educated. The outer part 1 has a front end portion 4 with openings 19 and the inner hollow cylindrical part 25 through the same openings 18 , The two hollow cylindrical parts 1 and 25 are not axially movable relative to each other. The translational relative movement is blocked mechanically. The inner part 25 can, however, by means of a drive 7 at a certain angle to the outer part 1 be rotated to the openings 18 and 19 in an opposite position (open position) - see 9a - and a phase-shifted position (closed position) - see 9b - bring to.

Der Spritzgießzyklus läuft wie beim ersten Ausführungsbeispiel ab.The injection molding runs like in the first embodiment from.

Zu Anfang befindet sich der Einspritzkolben 3 in seiner hinteren Position (entsprechend den 5 bis 7). Die Öffnungen 19 und 18 sind phasenverschoben zueinander positioniert, wie in 9b dargestellt, so dass der Fließweg zwischen der Schmelzekammer 13 im Inneren des hohlzylindrischen inneren Teils 2 und der Einspritzkammer 12 unterbrochen ist. Mittels der Kolben-Zylinder-Einheiten 11a und 11b wird die Traverse 24 und mit ihr der Einspritzkolben 3 nach vorne bewegt und die Schmelze aus der Einspritzkammer 12 in eine hier nicht dargestellte Form eingespritzt. Während des Einspritzens und der sich anschließenden Nachdruckphase kann die Plastifizierschnecke 8 weiter gedreht werden, um neue Kunststoffschmelze in die Schmelzekammer 13 zu fördern.At the beginning there is the injection piston 3 in its rear position (corresponding to the 5 to 7 ). The openings 19 and 18 are positioned out of phase with each other, as in 9b shown so that the flow path between the melt chamber 13 inside the hollow cylindrical inner part 2 and the injection chamber 12 is interrupted. By means of the piston-cylinder units 11a and 11b becomes the traverse 24 and with it the injection piston 3 moved forward and the melt out of the injection chamber 12 injected into a shape not shown here. The plasticizing screw can be used during the injection and the subsequent holding phase 8th be rotated further to place new plastic melt in the melt chamber 13 to promote.

Wenn der Einspritzvorgang und die sich anschließende Nachdruckphase beendet sind, wird das hohlzylindrische innere Teil 25 um einen bestimmten Winkel gegenüber dem äußeren zylindrischen Teil 1 gedreht, wodurch die Öffnungen 18 und 19 in diesen beiden Teilen zueinander verschoben werden und eine sich gegenüberliegende Stellung einnehmen, wie sie in 9a gezeigt ist. Nun ist der Fließweg zwischen der Schmelzekammer 13 und der Einspritzkammer 12 freigegeben. Der Einspritzkolben 3 kann zurückgebewegt werden. Durch Rotation der Plastifizierschnecke 8 und Zurückbewegen des Einspritzkolbens 3 kann Kunststoffschmelze von der Schmelzekammer 13 in die Einspritzkammer 12 gelangen. Wenn das für den Spritzgießzyklus erforderliche Schußvolumen in der Einspritzkammer 12 erreicht ist, wird die Rückwärtsbewegung des Einspritzkolbens 3 gestoppt und das hohlzylindrische innere Teil 25 um einen bestimmten Winkel in die entgegengesetzte Richtung wie zuvor gedreht, damit die Öffnungen wieder die phasenverschobene Stellung (Schließstellung) einnehmen, wie sie in der 9b gezeigt ist, und somit der Fließweg zwischen der Schmelzekammer 13 und der Einspritzkammer 12 schmelzedicht blockiert wird. Nunmehr ist der Zustand von 5 bis 8 wieder erreicht und die Traverse 24 kann erneut nach vorne verfahren werden, um den Einspritzkolben 3 nach vorne zu bewegen und das Einspritzen der Schmelze in eine Form zu bewirken.When the injection process and the subsequent holding phase have ended, the hollow cylindrical inner part 25 by a certain angle with respect to the outer cylindrical part 1 rotated, creating the openings 18 and 19 in these two parts are shifted towards each other and assume an opposite position, as in 9a is shown. Now the flow path between the melt chamber 13 and the injection chamber 12 Approved. The injection piston 3 can be moved back. By rotating the plasticizing screw 8th and moving the injection plunger back 3 can melt plastic from the melt chamber 13 into the injection chamber 12 reach. If the shot volume required for the injection molding cycle in the injection chamber 12 is reached, the backward movement of the injection piston 3 stopped and the hollow cylindrical inner part 25 rotated by a certain angle in the opposite direction as before, so that the openings again assume the phase-shifted position (closed position), as in the 9b is shown, and thus the flow path between the melt chamber 13 and the injection chamber 12 is blocked melt-tight. Now the state of 5 to 8th reached again and the traverse 24 can be moved forward again to the injection piston 3 to move forward and to inject the melt into a mold.

Bedarfsweise kann der Einspritzkolben 3 auch einstückig ausgebildet sein. In diesem Fall wird an seinem vorderen Ende eine geeignete Rückströmsperre zum Freigeben und Verschließen des Fließweges zwischen der Schmelzekammer 13 und der Einspritzkammer 12 angebracht.If necessary, the injection piston 3 also be formed in one piece. In this case there is a suitable non-return valve at its front end for releasing and closing the flow path between the melt chamber 13 and the injection chamber 12 appropriate.

Zur Vermeidung von während des Einspritzens in der Schmelzekammer 13 eventuell auftretenden Dekompressionserscheinungen kann die Plastifizierschnecke 8 bedarfsweise mittels geeigneter und an sich bekannter Linearantriebsmittel um einen geringen Hub in axialer Richtung verfahren werden.To avoid in the melt chamber during injection 13 Any plasticizing screw can cause decompression symptoms 8th if necessary, be moved by a small stroke in the axial direction by means of suitable and known linear drive means.

11: Äußeres hohlzylindrisches TeilHollow cylindrical exterior part
22: Stange (inneres zylindrisches Teil)pole (inner cylindrical part)
33: EinspritzkobenInjection pen
44: Vorderer Endabschnitt von Teil 1 Front end section of part 1
55: Vorderes Endstück von Teil 2 Front end of part 2
66: Kopf des Einspritzkolbenshead of the injection piston
77: Antrieb für Stange 2 Rod drive 2
88th: Plastifizierschneckeplasticizing
99: Plastifizierzylinderplasticizing
1010: Drehantrieb für Plastifizierschneckerotary drive for plasticizing screw
11a,b11a, b: Linearantrieb für Einspritzkolbenlinear actuator for injection pistons
1212: EinspritzkammerInjection chamber
1313: Schmelzekammermelt chamber
1414: EinspritzzylinderInjection cylinder
1515: Gehäusecasing
1616: Vorderer Abschnitt des Gehäuses 15 (= Einspritzzylinder 14)Front section of the case 15 (= Injection cylinder 14 )
1717: Hinterer Abschnitt des Gehäuses 15 Rear section of the housing 15
18, 1918 19: Öffnungenopenings
20a, b20a, b: Seitliche Ausnehmungen im Gehäuse 15 Lateral recesses in the housing 15
2121: Hintere BohrungenRear drilling
2222: Kopfstückheadpiece
2323: Vordere BohrungenFront drilling
2424: Traversetraverse
2525: Hohlzylindrischer innerer Teil des Einspritzkolbens 3 Hollow cylindrical inner part of the injection piston 3

Claims

Plasticizing and injection device for a plastic injection molding machine with a plasticizing cylinder ( 9 ) rotary plasticising screw ( 8th ), a melt chamber ( 13 ) in front of the plasticizing screw ( 8th ) for receiving and temporarily storing plastic melt, one of the melt chamber ( 13 ) downstream injection cylinder ( 14 ) with an injection chamber ( 12 ) in which an injection piston ( 3 ) is reversibly guided, the injection piston ( 3 ) and the plasticizing screw ( 8th ) arranged coaxially to one another and axially movable relative to one another, characterized in that the injection piston ( 3 ) an inner part ( 1 ) and an outer part ( 2 . 25 ), which is relative to each other between an open position, in the plastic melt from the melt chamber ( 13 ) into the injection chamber ( 12 ) can flow and a closed position in which the melt chamber ( 13 ) and the injection chamber ( 12 ) are sealed relative to each other, can be moved back and forth.

Device according to claim 1, characterized in that the inner part ( 1 ) and the outer part ( 2 . 25 ) one end piece each ( 4 . 5 ) with one or more openings ( 18 . 19 ), the openings ( 18 . 19 ) by an angular movement between the inner (1) and outer part ( 2 . 25 ) can be brought into at least two positions, namely a first position (open position) in which the openings ( 18 . 19 ) and a second position (closed position) in which the openings ( 18 . 19 ) are out of phase.

Device according to claim 1, characterized in that the outer part ( 1 ) at its front end ( 22 ) with front ( 23 ) and rear ( 21 ) Holes are provided through which the hollow cylindrical interior of the outer part ( 1 ) on the one hand with the injection chamber ( 12 ) and on the other hand with the melting chamber ( 13 ) can be brought into flow connection, and that the inner part ( 2 ) in the outer part ( 1 ) is translationally movable that the rear bores ( 21 ) from the inner part ( 2 ) can either be locked or released.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the injection piston ( 3 ) through a hole inside the plasticizing screw ( 8th ) runs and both with his fore end as well as with its rear end from the plasticizing screw ( 8th ) protrudes, and that at its rear end drive means ( 7 ) for an angular and / or translational movement between the inner part ( 2 . 25 ) and the outer part ( 1 ) are provided.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the plasticizing cylinder ( 9 ) has at its front end a first section with a first diameter which defines the melt chamber ( 13 ) and that the plasticizing cylinder ( 9 ) has a second section adjoining the injection direction with a second diameter which is smaller than the first diameter and which has the injection cylinder ( 14 ) with the injection chamber ( 12 ) forms.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the injection piston ( 3 ) the plasticizing screw ( 8th ) is upstream, and that the melt chamber ( 13 ) to absorb and temporarily store the plastic melt inside the inner part ( 2 ) is arranged.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the rear part of the injection piston ( 3 ), especially the outer part ( 1 ) of the injection piston ( 3 ), in one of the plasticizing screws ( 8th ) upstream sleeve or a corresponding extension of the plasticizing cylinder is axially displaceable.

Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the injection piston ( 8th ) in front of the plasticizing cylinder ( 9 ) arranged housing ( 15 ) is axially displaceable, the housing ( 15 ) a rear section ( 17 ) in which the rear part of the injection piston ( 3 ), especially the outer part ( 1 ) of the injection piston ( 3 ) is axially displaceable, the housing ( 15 ) also a front section ( 16 ) which acts as an injection cylinder ( 14 ) is formed, the housing ( 15 ) between the front ( 16 ) and the rear section ( 17 ) one or more elongated, parallel to the injection piston ( 3 ) running recesses ( 20a, b ) through which parts of the drive means for the stroke of the injection piston are guided, for example a cross member ( 24 ) and the axial extension of these recesses ( 20a, b ) at least according to the stroke of the injection piston ( 3 ) is selected.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inner part ( 2 . 25 ) of the injection piston is movable relative to the outer part between the closed and open positions.

Device according to one of claims 2 to 9, characterized in that the openings ( 18 . 19 ) in the end pieces ( 4 . 5 ) from within ( 1 ) and outer part ( 2 . 25 ) are circular and / or circular segment-shaped.

Device according to the preamble of claim 1, characterized in that the injection piston ( 3 ) through a hole inside the plasticizing screw ( 8th ) runs out of the plasticizing screw with both its front end and its rear end ( 8th ) protrudes that at its rear end drive means ( 11a, b ) are provided for a lifting movement and a non-return valve at its front end.

Device according to claim 11, characterized in that the plasticizing cylinder ( 9 ) has at its front end a first section with a first diameter which defines the melt chamber ( 13 ) and has a second section which adjoins in the injection direction and has a second diameter which is smaller than the first diameter and which forms the injection cylinder ( 14 ) forms.

Device according to the preamble of claim 1, characterized in that the injection piston ( 3 ) as a hollow cylinder ( 25 ) is formed, the plasticizing screw ( 8th ) is upstream, the inside of the cylinder ( 25 ) the melt chamber ( 13 ) and that at the front end of the cylinder ( 25 ) a non-return valve to open and close the melting room ( 13 ) is provided.

Device according to claim 13, characterized in that the injection piston ( 3 ) in front of the plasticizing cylinder ( 9 ) arranged housing ( 15 ) is axially displaceable, the housing ( 15 ) a rear section ( 17 ) in which the rear part of the injection piston ( 3 ) is axially displaceable, the housing also having a front section ( 16 ) which acts as an injection cylinder ( 14 ) is formed, the housing ( 15 ) between the front ( 16 ) and the rear section ( 17 ) one or more elongated, parallel to the injection piston ( 3 ) running recesses ( 20a, b ) by the parts of the drive means for the stroke of the injection piston ( 3 ) are guided, for example a traverse ( 24 ) and the axial extension of these recesses ( 20a, b ) at least according to the stroke of the injection piston ( 3 ) is selected.

Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the plasticizing screw ( 8th ) to compensate for decompression phenomena in the melt chamber ( 13 ) can be moved forward by a small stroke during the injection process.